3D打印从业者

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产品平面设计完成或者一个新产品图纸完成后，在投放市场前，会做此产品的市场效益分析，或者要确认图纸与实物是否有差别或者设计是否合理，手板制作是企业必不可免的一道工序。

设么是手板呢？简单来说。手板就是在没有开模具的前提下，根据产品设计或者结构图纸先做一个或者多个模型，来检查外观或者结构合理性的功能样板，其实就是打印设计产品的样板。

目前手板制作的常用工艺有三种，魔猴网作为3D打印业内的翘楚，一键在线极速报价，三十余种打印材料可选，除了对3D打印手板优势巨大外，对于其它两种工艺也是比较熟悉，今日，魔猴网为大家总结了三种制作手板工艺的常识对比，希望大家可以对产品手板打样有更多的了解。

一、CNC手板制作

CNC是电脑数控的机床按编号的程序用一块整版挖掘而成。CNC使用的是Mastercam系统，主要是用来控制CNC刀路。CNC数控铣床专门用来加工一些方的，不规则的物件，而车床则是加工圆的物件。CNC可以加工一些比较大的工件。最大可以达到1800*900*600。相对SLA较便宜，满足手板的种类很多。

CNC手板模型制作流程：接受图纸→编写刀路→传输刀路至CNC加工中心→机器自动化加工→手工后处理(打磨、喷漆、印刷等)!

目前在国内应用最为广泛。主要材料有ABS,PC,PMMA,金属主要是铝和铜。CNC加工可以加工出精度相对较高的产品样品，应用材料主要有ABS、PC、PMMA、PP、铝、铜等，在制作治具夹具等产品时常用的有电木和铝合金; CNC手板优势：韧性好，张度高，成本低，材料可选择性广泛。

二、复模（真空灌注）

复模就是利用原有的样板，在真空状态下制作出硅胶模具，并在真空状态下采用PU材料进行浇注，从而克隆出与原版相同的，比原样板耐高温，强度硬度都好的复制件。

如果客户要求做几套或是几十套时，适合用这种方法，这样大大降低了成本。 真空复模出来的产品样板有一定比率的缩水,真空复制产品样板成本一般来说会相对CNC低，即CNC加工多套样板的价格比CNC加工1套后再进行真空复模的价格低(对复模出来的样办材质有特殊要求的除外);

复模材料有：普通PU：较脆，韧性;透明PU：原材料较好，但价格是最贵的;类橡胶PU;8400软胶。

通过真空复模的技术可以有两种用途：

1、进行小批量的产品样品生产;

2、改变材质;可以将由石膏油泥雕刻的样板通过复模改变,到易于后续加工处理的PU或POLY的材质，或是将ABS材质改变为有特殊要求的材质(如：要求透明的、耐高温的、高强度的、或橡胶特性的等等)。

三、3D打印手板

3D打印是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末、线性塑料或液态树脂材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术

SLA工艺打印光敏树脂材料

3D打印手板的主要流程为：

手板图纸——手板三维模型——模型切片——3D打印——手板后处理——手板成品

3D打印手板和以上两种工艺对比，主要的优势在于：

1、手板样品制作速度快

一般来说利用SLA工艺打印手板的速度是CNC制作手板速度的3倍，所以小件，小批量手板制作首选3D打印。

2、3D打印机全流程自动加工，手板制作精度高，模型误差小，最小误差可控制在±0.05mm

3D打印手板全程不需要人为干预，这就避免了因人为因素造成的误差，CNC手板制作容易出现手板变形问题。

3、3D打印手板可选材料更多

       其实对手板打磨是手板产品制作过程中必经的一个程序，一个零件在CNC的数控机床加工后 ，它的表层会产生很多的毛边和刀痕。只是单纯的依靠这些机器是预防不了的，所以，这就需要 人为的手工进行处理这些问题。一般情况下，大都会选择砂纸进行打磨，或用抛光膏进行抛光。

　　处理打磨的方法：　　

（1）机械打磨：大面积施工时，为了提高工作效率，可采用机械打磨方法，如电动打磨机 圆盘式和振动式。　　

（2）干打磨：采用砂纸进行打磨。适用于硬而脆的漆种的打磨，其缺点是操作过程中将产 生很多粉尘，影响环境卫生。   　

（3）湿打磨：用水砂纸蘸水或肥皂水打磨。水磨能减少磨痕，提高涂层的平滑度，并且省 砂纸、省力。但水磨后应注意喷涂下层油漆时，一是要等水磨层完全干透后才能涂下层油漆，否 则漆层很容易泛白。另吸水性很强的底材也不宜水磨。

         还有一种特殊的打磨方法：涂装要求注明是“轻磨”的，例如对封闭漆、局部修补之后等， 此时应选用较细砂纸及熟手进行，相反，就会适得其反。

打磨的作用：        

（1）对于基材是清除底材表面上的毛刺，油污灰尘等　　

（2）对于刮过腻子的表面，一般表面较为粗糙，需要通过砂磨获得较平整的表面，因此打磨可以降低工件表面的粗糙度的作用 。      

（3）增强涂层的附着力。喷涂新漆膜之前一般需对实干后的旧漆膜层进行打磨，因涂料在过度平滑的表面附着力差，打磨后可增强涂层的机械附着力 。

　　手板的发展速度日新月异，在几年前因为受到加工手段的限制，很多的工作都只能由人工去做，手工一点点的完成。现在的科技进步后，大部分的塑胶手板都是采用机器加工了。这样可以保证产品的精度要求，可以跟设计师设计出来的3D图几乎一模一样，精度可以达到0.1mm左右。深圳市场的手板厂数不胜数，那么我们怎么样在激烈的竞争中脱颖而出，怎样在市场上站稳脚跟长远发展呢，而做好手板模型的关键又是在哪里呢?

　　一、精美的产品外观

　　要求外形美观大方，内部无缺陷。这对手板模型更加精细、精密和高质量提出了更高要求。

　　二、快速高效生产

　　这一方面是要求手板模型企业要尽量缩短手板模型生产周期，尽快向手板模型用户交付手板模型，另一方面更重要的是要使用户能用提供的手板模型来快速高效地生产制品。

　　三、低成本

　　这既要通过手板模型生产的设计、加工、装配来实现手板模型的低成本制造和低成本供应，更重要的是要使手板模型用户能使用手板模型来实现低成本生产。这就对手板模型提出了更高的要求。

　　四、高质量

　　要做到产品的高质量，首先必须是手板模型的高质量，手板模型的稳定性一定要好，保证产品的一致性也要好，而且还要保证寿命。高质量手板模型与技术息息相关。

　　随着生活水平的提高和科技的进步，产品的更新换代也是越来越快，怎样在科技发展的今天有效占据一席之地，那么产品的开发速度将决定其是否具有很强的竞争优势。于是手板厂在整个设计环节就脱颖而出了，成为一个单独的行业而发展起来。

手板厂工人，竟因没3D打印机导致女朋友分手，愤然辞职

2018年10月，南极熊发现一个“员工离职申请表”（实际上是一个大大的广告！！），非常让人意外，一个名叫陈飞的CNC操工竟然因为厂里没有3D打印机、女朋友选择分手，而申请离职：

你知道吗？6年来跟你做手板，我多么痛苦！CNC操机经常通宵夜班，前不久女朋友也跟我分手了，说我作息不规律，聚少离多。

两年前，我建议你购买金石三维生产的工业级SLA 3D打印机，设备工作时不用人看守，根本不用上夜班。你总是说再等一等，一等就是两年！

我决定了！我不等了！我打算去有3D打印机的手板厂上班了。

望你看在多年跟随的情分上放我一条生路！谢谢！

• 总经理批示：别走，我买3D打印机。
  
   

事实上，这个离职申请书，里面提到的3D打印机在手板行业应用的优势，是非常准确的，对于操工来说，不用上夜班，让机器自己打印即可。释放了大量的劳动力，更高效快捷，受到大量传统厂家的欢迎。 △3D打印的手板



现在的工业级SLA 3D打印机，绝大多数，都是卖给了手板厂，取代了部分CNC加工的业务。中国最大的工业级SLA 3D打印机厂商，上海联泰科技，2017年营收2.47亿元，卖出了数百套设备，其中多数都是卖给了深圳、东莞一带的手板厂。手板行业的应用，也是目前中国3D打印民用领域，规模最大的领域。

 △某工厂里大批量的工业级SLA 3D打印机

现在，3D打印技术在制造业的应用，已经在某些特定领域逐渐铺开，改造甚至取掉一些传统的加工方式。

2017年10月，三维立现3D打印服务中心宣布合并加威手板厂，成立全新的立现手板。

据了解，加威手板是珠三角地区最有影响力的手板厂之一，成立于2005年，主营业务包括CNC手板加工和真空复模小批量制造，为众多SLA打印服务商提供真空复模、喷漆等后处理服务。

三维立现成立于2013年，创立了FDM耗材品牌立现优品，是国内知名的3D打印材料制造商，公司从2015年起宣布在深圳建立3D打印服务中心。

而合并之后的立现手板将专注于产品在开发阶段的样品制造和小批量制造，包括SLA工业级3D打印服务、CNC样品加工和真空复模小批量制造，具有样品阶段一站式加工服务能力，将是华南地区加工产业链最全的手板制造企业之

三维立现总经理肖念表示，我们很高兴能和原加威手板的同事一起面向未来市场的挑战，加威手板有十多年的手板行业从业经验，有很多经验丰富的手板从业技术人员，这正是我们所缺少的，单纯的3D打印服务商的制造和服务能力非常有限，我们必须和传统手板行业结合起来，将3D打印服务作为大工业制造领域的一种新的加工方式，利用传统手板行业强大的后处理服务能力，才能为我们的客户拓展更广阔的服务范围。

我们认为实业和互联网行业最大的区别是需要具有实实在在的制造能力，立现手板在具有样品全产业链制造能力后，将继续探索如何提高样品的制造水平和速度，优化和缩短交货时间，实实在在的为客户提供高质量的产品。

手工处理：将CNC、快速成型或者复制方式做出来的任何材质样品进行表面打磨抛光，装配。然后把所有零件喷油等处理组装成一个的新产品。



　　喷油：将我们已经做出来的手板样品按照客户的要求喷上颜色，又分光色、哑色、橡胶油、透明色、半透明色、透明珠光色、透明磨砂色、荧光色等



　　橡胶油：在喷好的产品表面喷上一层透明的橡胶油，使产品用手拿上去有一种橡胶舒服的感觉。



　　丝印：按要求在我们已经做好的产品样品的平面上印上不同颜色数字、字母、图案、标志等。



　　移印：在产品的弧面上印数字、字母或图案标志。需有丝印的基础上多做一块钢板。



　　镭雕：根据您的图形数字、字母、图案、标志等要求用激光打掉产品表面的油漆，使部份位置在黑暗的情况下能透出LED光显视出数字、字母、图案、标志让我们能清楚的看出效果（比如：手机按键，车载DVD按键。镜片等常用的家电产品）



　　电镀：为了产品部分细节更醒目，涂上的一层烙的产品色，电镀前的样件必须非常光滑。不能有任何杂质痕迹，然后浸泡在化学药水中。有金色、银色、古铜色等等，塑胶件也能电镀金属效果并且可以做金属拉丝效果，电镀透明透光效果（分水镀和真空镀）



　　氧化（阳极处理）：使铝的表面发生氧化反应，形成一层膜，并可根据客户的要求氧化出多种多样的颜色，让产品不易刮花。



　　过UV：在样品的表面上喷一层透明油，用紫外光烤干，产品更亮，且不易刮花。



　　高光(high-light effect)：在样品上用高速CNC加工一圈，露出铝的本色。



　　喷砂(sandblasting)：电脑锣出来的样件上面有很多残留的塑胶，人工处理起来很麻烦。

作为工业产品设计时常用的手板模型，专业手板模型内行人都知道它最重要有两个作用，第一就是结构验证，第二就是展览展示。制作展览展示的手板模型的表面处理很重要，关键就是工艺，现在此介绍几种，希望能与大家一起分享。

　　一、水转印

　　是利用水的压力和活化剂使水转印载体薄膜上的剥离层溶解转移，基本流程为：

　　一)膜的印刷：在高分子薄膜上印上各种不同图案；

　　二)喷底漆：专业手板模型许多材质必须涂上一层附着剂，如金属、陶瓷等，若要转印不同的图案，必须使用不同的底色，如木纹基本使用棕色、咖啡色、土黄色等，石纹基本使用白色等；

　　三)膜的延展：让膜在水面上平放，并待膜伸展平整；

　　四)活化：以特殊溶剂(活化剂)使转印膜的图案活化成油墨状态；

　　五)转印：利用水压将经活化后的图案印于被印物上；

　　六)水洗：将被印工件残留的杂质用水洗净；

　　七)烘干：将被印工件烘干，温度要视素材的素性与熔点而定；

　　八)喷面漆：喷上透明保护漆保护被印物体表面；

　　水转印技术有两类，一种是水标转印技术，另一种是水披覆转印技术，前者 主要完成文字和写真图案的转印，后者则倾向于在整个产品表面进行完整转印。披覆转印技术(Cubic Transfer)使用一种容易溶解于水中的水性薄膜来承载图文。由于水披覆薄膜张力极佳，很容易缠绕于产品表面形成图文层，产品表面就像喷漆一样得到截 然不同的外观。披覆转印技术可将彩色图纹披覆在任何形状之工件上，为生产商解决立体产品印刷的问题。曲面披覆亦能在产品表面加上不同纹路，如皮纹、木纹、 翡翠纹及云石纹等，同时亦可避免一般板面印花中常现的虚位。且在印刷流程中，由于产品表面不需与印刷膜接触，可避免损害产品表面及其完整性。

表面经过UV处理保护的板材。UV是Ultraviolet（紫外线）的英文缩写，UV漆即紫外光固化漆，也称光引发涂料。

UV的优缺点：

（1） 、硬度高。

最高硬度可达5～6H；

（2） 、固化速度快，生产效率高，通过紫外线固化，30分钟即可固化；

（3） 、涂层性能优异，涂层在硬度、耐磨、耐酸碱、耐盐雾、耐汽油等溶剂各方面的性能指标均非常高；特别是其漆膜丰满、光泽尤为突出；

（4） 、UV漆所采用的光固化工艺在淋刷油漆时无污染，是公认的绿色环保产品；

（5） 、UV涂料对灰尘敏感，因而对施工环境要求严格。

（6） 、在喷涂的过程中容易发生爆裂。

（7） 、不防日晒，在阳光的照射下容易裂。

（8） 、时间长了会泛黄，因此，在产品外观要求纯白时，一般不使用UV上光。

（9） 、价格比较昂贵，对涂层前处理要求非常高。

通常刚研发或设计完成的产品均需要做手板（prototype），手板是验证产品可行性的第一步，是找出设计产品的缺陷、不足、弊端最直接且有效的方式，从而对缺陷进行针对性的改善，直至不能从个别手板样中找出不足。至此，通常还需要进行小量的试产进而找出批量里的不足以改善。设计完成产品一般不能做到很完美，甚至无法使用，直接生产一旦有缺陷将全部报废，大大浪费人力和物力和时间；而手板一般情况是少数的样品，制作周期短，损耗人力物力少，很快地找出产品设计的不足进而改善，为产品定型量产提供充足的依据

早期的手板因为受到各种条件的限制，主要表现在其大部分工作都是用手工完成的，使得做出的手板工期长而很难严格达到外观和结构图纸的尺寸要求，因而其检查外观或结构合理性的功能也大打折扣。

随着科技的进步，CAD和CAM技术的快速发展,为手板制造提供了更加好的技术支持，使得手板的精确成为可能。另一方面，随着社会竞争的日益激烈，产品的开发速度日益成为竞争的主要矛盾，而手板制造恰恰能有效地提高产品开发的速度。

正是在这种情况下，手板制造业便脱颖而出，成为一个相对独立的行业而蓬勃发展起来。